Daar is drie tipes hitte-oordrag atau hitte-oordrag, insluitend hitte-oordrag deur geleiding, konveksie, straling.
Warmte-oordrag deur geleiding. Wanneer 'n hoëtemperatuurvoorwerp in aanraking kom met 'n laetemperatuurvoorwerp, word energie oorgedra van die hoëtemperatuurvoorwerp na die laetemperatuurvoorwerp. Hierdie bykomende energie veroorsaak dat die atome en molekules waaruit die voorwerp bestaan, vinniger beweeg. Soos hulle beweeg, het die molekules kinetiese energie (EK = ½ mv).2Molekules wat vinniger beweeg (met groter kinetiese energie) bots met die molekules langs hulle. Hierdie molekules bots dan met ander molekules langs hulle. Ensovoorts. So bots die molekules met mekaar en dra energie oor. Hitte-oordrag wat plaasvind deur botsings tussen molekules waaruit 'n voorwerp bestaan, word geleiding genoem. Geleiding vind gewoonlik plaas in vaste voorwerpe of van vaste voorwerpe na vloeibare voorwerpe (vloeibare voorwerpe na vaste voorwerpe) of van vaste voorwerpe na gasvormige voorwerpe (gasvormige voorwerpe na vaste voorwerpe).
Hitte-oordrag deur konveksie. Konveksie vind tipies plaas in vloeistowwe (soos water) en gasse (soos lug). Konveksie is die oordrag van hitte wat gepaardgaan met die beweging van 'n voorwerp as gevolg van veranderinge in sy digtheid. Die digtheid van 'n voorwerp verander soos sy volume verander. Die volume van 'n voorwerp verander soos die voorwerp hitte absorbeer.
Hitte-oordrag deur straling. Straling is die oordrag van hitte in die vorm van elektromagnetiese golwe. Voorbeelde van straling sluit in die warmte wat jou liggaam voel wanneer jy naby 'n stoof is en straling van die son na die aarde. Die son het 'n hoër temperatuur (ongeveer 6000 Kelvin), terwyl die aarde 'n laer temperatuur het. Hierdie temperatuurverskil tussen die son en die aarde veroorsaak dat hitte van die son (hoër temperatuur) na die aarde (laer temperatuur) beweeg. As straling van die son na die aarde 'n medium benodig, soos geleiding en konveksie, sou die hitte nie die aarde bereik nie, want dit sou deur 'n vakuum moes beweeg.
Voorbeeld van probleme
1. 2015/2016 SMA/MA Fisika Nasionale Eksamenvraag Nr. 19
Metaalstawe van dieselfde grootte, maar gemaak van verskillende metale, word verbind soos in die figuur hieronder getoon. As die termiese geleidingsvermoë van metaal I 4 keer die geleidingsvermoë van metaal II is, dan is die temperatuur by die verbinding van die twee metale…
A. 45oC
B. 40oC
C. 35oC
D. 30oC
E. 25oC
Bespreking
Dit is bekend dat:
Termiese geleidingsvermoë van metaal I = 4k
Termiese geleidingsvermoë van metaal II = k
Metaalrandtemperatuur I = 50oC
Metaalrandtemperatuur II = 0oC
Gevra: Temperatuur by die verbinding van die twee metale
Antwoord:
Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1-T2 = verandering in temperatuur, l = lengte van die staaf
Die twee metale is dieselfde grootte, dus word A en l uit die vergelyking verwyder.
Die korrekte antwoord is B.
2. 2015/2016 SMA/MA Fisika Nasionale Eksamenvraag Nr. 19
Die volgende figuur toon metaalstawe A en B van verskillende tipes wat aan die een kant verbind is.
Die deursnee-area van beide stawe is dieselfde, maar die lengte van A is twee keer die lengte van B en die termiese geleidingskoëffisiënt van A is 3 keer dié van B. As die vry punte van A en B aan temperature van verskillende groottes onderwerp word, dan is die presiese temperatuur by die aansluiting...
A. 60oC
B. 64oC
C. 70oC
D. 76oC
E. 78oC
Bespreking
Dit is bekend dat:
Termiese geleidingsvermoë van staaf A = 3k
Termiese geleidingsvermoë van staaf B = k
Lengte van staaf A = 2l
Lengte van staaf B = l
Temperatuur van die rand van die staaf A = 100oC
Temperatuur van die rand van die staaf B = 40oC
Gevra: Temperatuur by die verbinding van die twee stokke
Antwoord:
Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1-T2 = verandering in temperatuur, l = lengte van die staaf
Beide stafies het dieselfde dwarssnitarea, dus word A uit die vergelyking verwyder.
Die korrekte antwoord is D.
3. 2014/2015 SMA/MA Fisika Nasionale Eksamenvraag Nr. 14
Gee aandag aan die volgende stelling:
(1) metaalgeleidingsvermoë
(2) temperatuurverskil tussen die metaalpunte
(3) lengte van metaal
(4) metaalmassa
Die faktore wat die tempo van hittevoortplanting in metaal bepaal, is….
A. (1), (2), en (3)
B. (1) en (4)
C. (2) en (4)
D. (3) en (4)
Slegs E. (4)
Bespreking
Hitte-oordrag in metaal is hitte-oordrag deur geleiding. Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1-T2 = verandering in temperatuur, l = lengte van die staaf
Die korrekte antwoord is A.
